大地震滑动过程中的热压力下的断层摩擦 第一部分：数值分析
摘要：大地震滑动过程中，我们研究了热压力对断层摩擦响应的作用。我们研究了地震滑动速度、混合可压缩性、特征颗粒大小和粘度参数在耦合热流-水力-力学问题的摩擦响应中的作用，并考虑到断层的微观结构。从Cosserat连续体的质量、能量和动量平衡出发，推导了我们模型的方程。我们使用完全塑性和Perzyna黏塑性来完成材料本构行为的数学描述。我们研究了无速率依赖和速率依赖的摩擦响应，并与文献中的现有模型进行了比较，即速率和状态摩擦定律（Dieterich (1992)，Ruina (1983a)）。我们证明了我们的模型能够预测应变速率硬化和速度软化，而无需假设状态变量。我们观察到层内发生的行进不稳定性，导致断层的摩擦响应出现振荡，类似于Portevin Le Chatelier (PLC)效应。这种行为不被Rattez et al. (2018c,b,a)中的现有数值分析所捕捉，并超越了统一剪切（Lachenbruch (1980)）和数学平面上的剪切（Rice (2006a)）的已建立模型，这些模型预测了剪切过程中的严格单调行为。最近的实验分析成功地将热压力与其他削弱机制（Badt et al. (2020)）隔离开来，支持了我们的数值结果。
作者：Alexandros Stathas, Ioannis Stefanou
论文ID：2205.00314
分类：Geophysics
分类简称：physics.geo-ph
提交时间：2022-05-03